吊舱推进器直航以及非设计工况下水动力性能研究

• 作 者: 郭春雨
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 吊舱推进器 螺旋桨 水动力性能 桨叶粘性力 数值计算 网格模型

本报告主要是基于RANS方法进行了吊舱推进器直航以及非设计工况下水动力性能研究。首先基于定常情况的混合面理论模型(Mixing Plane Model)进行了直航状态下的某拖式吊舱推进器水动力性能计算。其间，详细讨论了壁面函数以及流域计算网格数对吊舱推进器理论预报精度的影响；对桨叶粘性力的成分进行了简要的对比分析。　　
吊舱推进器非定常水动力性能的数值计算采用滑移面网格模型(MovingMesh Model)进行。对桨叶、舱体以及支架的非定常受力情况进行了分析；给出了某一时刻的吊舱推进器表面压力分布情况及其流线分布。采用UDF(User-Defined Functions)方法模拟螺旋桨盘面处的非均匀伴流，对非均匀伴流情况下吊舱推进器的非定常水动力性能进行了计算；通过对流场的分析，对三种理论计算模型在吊舱推进器水动力性能计算中的合理选择给出了一些建议。　　
吊舱推进器的斜航状态下水动力研究内容主要包括：分析了在不同斜航角条件下的吊舱推进器桨叶、舱体以及支架的非定常力，计算了在同一斜航角时不同载荷系数下的桨叶侧向力，并与直航状态下的计算结果进行了比较。通过对诸如桨叶，舱体以及支架压力的分布、桨盘面处的压力以及速度矢量分布情况，对于不同斜航角条件下的吊舱推进器水动力性能进行了分析比较、分析。　　
多参数下影响下的吊舱推进器水动力研究主要内容包括：在给定螺旋桨参数的情况下，对影响吊舱推进器水动力性能的三个主要参数：支架剖面最大厚度、支架前端与桨盘面处的距离以及舱体直径进行变尺度研究。以确定各参数在合理范围内的变化对吊舱推进器水动力性能的影响。考虑到各参数组合的复杂性，本文的工作并未涉及不同参数之间组合对吊舱推进器水动力性能的影响。